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L'étrange cœur fossilisé d'un poisson de 118 millions d'années

Article publié par Le Figaro, le 17/05/2016

L'étude aux rayons X d'un animal qui vivait à l'époque des dinosaures a permis de découvrir une complexité surprenante.

Il nageait sous l'œil des dinosaures il y a 118 millions d'années. Les terres et les océans ne seraient pas reconnaissables aujourd'hui vues du ciel tant la disposition des continents y était différente. Mais la vie animale et végétale foisonne et grouille. On court, on saute, on rampe, on nage… Les divers organismes continuent d'expérimenter des solutions biologiques pour augmenter leurs performances et donc leurs chances de survie. L'évolution a-t-elle eu des ratés? Ou pris des chemins différents pour «passer» le temps? C'est ce que semble bien confirmer une magnifique étude de deux poissons fossiles dans lesquels ont été découverts des cœurs superbement conservés.

Ce type de tissu mou bien fossilisé est très rare. C'est une équipe internationale, essentiellement brésilienne, qui, en examinant des fossiles trouvés dans les roches du Crétacé du Brésil a pu visualiser et modéliser en 3D, grâce au synchrotron ESRF, le grand anneau situé à Grenoble producteur de faisceaux de rayons X puissants et de grande qualité, ce qui se trouvait caché dans le fossile mais était invisible à l'œil nu (travaux publiés dans la revue eLife).

Reconstitution très fine

Les fossiles de Rhacolepis buccalis examinés faisaient une quinzaine de centimètres de long et vivaient, sans doute en bancs, dans le bassin d'Araripe, dans ce qui est aujourd'hui le nord-est du Brésil. Ce poisson était déjà anatomiquement proche des poissons dits primitifs actuels, comme l'esturgeon ou le polyptère. Comme chez tous les poissons, son système sanguin est une boucle simple. Le cœur (la pompe) est constitué de quatre cavités muscularisées, un sinus veineux et son atrium (équivalent lointain de l'oreillette), qui reçoivent le sang, un ventricule, qui expulse le sang, et enfin un cône artériel qui régularise la pression sanguine. Chez la très grande majorité des poissons actuels, le cône artériel ne présente qu'une seule rangée de valves. Mais chez les poissons anciens, il y a plusieurs rangées de valves (jusqu'à plusieurs dizaines). Rhacolepis en est pour sa part à cinq rangées de valves. La reconstitution de l'intérieur du poisson est incroyablement fine et détaillée. Les auteurs considèrent alors une évolution graduelle des structures du cœur, vers une simplification du nombre de valves.

«La découverte de ce cœur si bien fossilisé n'est qu'une demi-surprise», reconnaît Gaël Clément, paléontologue, professeur au Muséum national d'histoire naturelle de Paris. «On sait depuis longtemps que les tissus mous peuvent être parfois fossilisés, mais on ne peut réellement les visualiser que depuis quelques années, grâce au développement de la tomographie aux rayons X. Avant, même en faisant des préparations mécaniques ultrafines, avec aiguilles sous loupe binoculaire, l'œil nu n'arrivait généralement pas à distinguer quoi que ce soit de ces organes mous fossilisés.» Cerveau de poisson, cœur de dinosaure, peau, plumes, organes, cellules comme des globules rouges, la fossilisation se montre très précise quand on a les moyens, de haute technologie telle que la lumière synchrotron, pour les regarder.

Simplification des structures

«L'apport de ces travaux se trouve surtout sur le plan de la connaissance de l'évolution du système cardiovasculaire des poissons», continue le chercheur. «Ces résultats confirment que les modifications du cœur des poissons au fil de l'évolution ont conduit à une simplification de certaines structures (de plusieurs dizaines de rangées de valves à une seule), et non, comme cela est souvent pensé, à une complexification.»

Les chercheurs du Muséum disposent dans leur laboratoire d'un scanner, une source de rayons X déjà très importante, même si l'appareil n'a pas l'extraordinaire définition de l'ESRF. «Ces possibilités techniques de voir dans la matière, sans dégrader l'objet d'étude, devraient faire réfléchir à la façon dont nous devons désormais collecter et conserver les échantillons recueillis sur le terrain. Les préparations à l'acide des poissons du Crétacé du Brésil ont très certainement déjà fait disparaître de nombreux cœurs…»

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